原创《汽轮机排汽缸喷水量计算》：本论文为免费优秀的关于汽缸论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
摘 要：本文给出了汽轮机排汽缸喷水量的计算方法,并通过实例计算,验证了该计算方法的正确性和通用性.同时对国产机组喷水量过大的现象进行了分析.提出了设计喷水系统时的建议.
关键词：汽轮机；排汽缸；喷水量
1 前言
汽轮机在小流量工况下,排汽温度会升高.过高的温度会引起汽轮机排汽缸产生较大的变形,还会引起机组胀差异常.进而影响到动静间隙.严重时会引起机组振动超标、热膨胀超限、动静碰磨等运行问题.所以,大功率机组都装喷水降温系统.喷水系统原理如图1所示,冷却水来自机组凝结水.当排汽温度达到机组限定值,喷水控制阀打开,冷却水通过安装在排汽导流环上的喷头喷入排汽缸（见图2）冷却排汽及缸壁.当机组温度降到设定值,喷水控制阀关闭,停止喷水.
喷水系统是关系到机组安全的非常重要的系统.在设计过程中,为了安全起见,经常将喷水量放的很大.大多数情况下,是根据末叶高度类比或直接挪用参考机组的喷水量,为了安全,类比过程中一般还会适当放量.这样导致喷水量越来越大,造成了极大的资源浪费.因此在工程配合过程中会发现很多机组的喷水量都偏大,特别是在国产机组中这种现象比较常见.对机组所需喷水量进行精确的计算非常有必要.
2喷水量计算原理和方法
2.1 鼓风工况原理
汽轮机在启动、空载、低负荷运行等小流量工况下,如图3速度三角形所示,流出静叶的的流速很低.蒸汽流速由设计工况的c1减小至c1X ,而汽轮机转速不变,也就是牵连速度u不变.导致汽流以相对速度ω1X从动叶的进口边叶背冲击动叶.这种冲击不仅不能对外做功还会对动叶产生制动作用,动叶起鼓风机作用,这就是鼓风工况.鼓风工况消耗的机械功将转变为热能加热蒸汽,再由蒸汽加热汽轮机静子和转子.汽轮机末级通流面积最大,也就最易达到鼓风工况.因此如果没有减温措施,随着机组流量的减小,紧挨末叶的排汽缸温度会明显升高,进而影响到机组的安全运行.
2.2 鼓风热量计算
小流量工况下,末叶脱流很严重,流场极不均匀,通过理论计算鼓风产生的热量非常困难.一般是在理论分析的基础上通过试验求得,早期工作者总结出的类似的计算公式比较多,而且很多是将鼓风和摩擦产生的热量一起考虑.但是在常见的各计算公式中,计算结果不尽相同,甚至相差很大.大多都是在某个特定条件下求得的,因而具有一定的局限性.
从上表可以看出,大部分机组的计算流量和厂家要求流量相比,偏差在10%以内.B机组偏差稍大,超出了30%.考虑到以上计算流量裕度系数取的是2,此结果也可接受.说明该计算方法完全可以用到工程计算中去.而且计算样本的多样性表明该计算方法有很强的通用性,对空冷、湿冷、全转速、半转速机组都适用.
需要说明的是,以上计算背压都不是实际的工程背压,而是取空载时背压的经验值（湿冷机组计算背压取10Kpa；空冷机组取55Kpa）.
从上表计算结果可以看出,F机组的厂家要求流量达到了计算流量的4～5倍,尽管安全,但造成了很大的资源浪费.E机组所给流量也偏大很多.
这两台机组由于末叶片尺寸比较接近,设计人员给出了相同的冷却水流量.但经过计算,尽管这两台机组末叶片长度仅相差100mm,结果却表明E机组的流量比F机子整整多出仅60%.可见仅仅比较末叶片长度来定性判断借用流量,过于武断.特别是在参考机组本身余量就很大的情况下,误差累计的结果会导致喷水量偏离合理值越来越远.
4 喷嘴选型
理论计算的结果要靠设备功能来实现.喷水系统的设计和布置会对冷却效果产生影响,特别是喷嘴的选型,影响非常大.选型时一般要考虑以下因素：
雾化率：反映冷却水喷进排汽缸后水滴是否均匀.
喷雾形状：反映水滴分布情况,一般选实心锥形,或空心锥形.需特别注意喷雾角度,决定着喷雾范围.
喷射距离：水滴能达到的距离,根据排汽缸轴向距离选取.
在实际工程中,冷却水的压力并不一定恒定,而是在一定范围内波动.甚至不同工程会有不同的压力范围,一定要注意喷嘴对压力的适用范围,才能保证喷嘴的通用性.
5 结语
通过对多台机组的喷水量计算,并将计算结果和工程实际数据比较,表明本文提出的计算方法可用于汽轮机排汽缸喷水量的工程计算.
在设计过程中喷水量适当放大,有利于机组模块化设计和部套借用.但过大的喷水量会造成资源浪费和投资增加.喷水量应详细计算,避免仅凭末叶长度盲目借用.
另外,喷嘴选型会影响机组的降温效果,工程配合中要特别注意喷水压力和喷嘴的匹配.
参考文献：
[1] 汪勇,杨宇,邓志成,等.汽轮机低压外缸强度分析中的自由度耦合方法[J].热力透平.2014（01）：50-55.
[2] 李军,李志刚,晏鑫,等.汽轮机排汽缸性能分析和气动设计的研究进展[J].热力透平.2013（01）：1-8.
汽缸论文参考资料：
结论：汽轮机排汽缸喷水量计算为关于本文可作为汽缸方面的大学硕士与本科毕业论文气缸型号论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
